專利名稱：在有機供體-受體異質結處提高激子解離的方法
技術領域：
總的來說，本公開涉及有機光敏光電子器件和影響有機太陽能電池的效率和開路電壓的極化子對復合動力學。本公開還部分涉及包含它的有機光敏光電子器件的制造方`法。
背景技術：
光電子器件依靠材料的光學和電子學性質，通過電子學方法產(chǎn)生或檢測電磁輻射，或從環(huán)境電磁輻射產(chǎn)生電。光敏光電子器件將電磁福射轉變成電。太陽能電池、也稱為光伏(PV)器件,是一類特別用于產(chǎn)生電力的光敏光電子器件?？梢詮奶柟庵獾钠渌庠串a(chǎn)生電能的PV器件，可用于驅動耗電負載以提供例如照明、加熱，或為電子線路或裝置例如計算器、無線電、計算機或遠程監(jiān)測或通訊設備供電。這些發(fā)電應用通常還包括為電池或其他能量儲存裝置充電，以便當來自太陽或其他光源的直接照射不可用時能夠繼續(xù)運行，或根據(jù)特定應用的要求平衡PV器件的電力輸出。當在本文中使用時，術語“電阻性負載”是指任何耗電或儲電電路、裝置、設備或系統(tǒng)。另一種類型的光敏光電子器件是光導電池。在這種功能中，信號檢測電路監(jiān)測器件的阻抗以檢測由光的吸收所造成的變化。另一種類型的光敏光電子器件是光電探測器。在操作中，光電探測器與電流檢測線路聯(lián)合使用，所述電流檢測線路測量當光電探測器暴露于電磁輻射并可能具有施加的偏電壓時所產(chǎn)生的電流。本文描述的檢測線路能夠為光電探測器提供偏電壓，并測量光電探測器對電磁福射的電子學響應。這三種類型的光敏光電子器件可以根據(jù)是否存在下文定義的整流結，并且也根據(jù)器件的運行是否使用外加電壓、也稱為偏壓或偏電壓來表征。光導電池不具有整流結，并且通常使用偏壓來運行。PV器件具有至少一個整流結，并且不使用偏壓運行。光電探測器具有至少一個整流結，并且通常但不總是使用偏壓運行。按一般規(guī)律，光伏電池向電路、裝置或設備提供電力，但是不提供信號或電流以控制檢測電路，或從檢測電路輸出信息。相反，光電探測器或光導電池提供信號或電流以控制檢測電路或從檢測電路輸出信息，但是不向電路、裝置或設備提供電力。傳統(tǒng)上，光敏光電子器件由多種無機半導體構造而成，例如晶體、多晶和無定形硅、砷化鎵、碲化鎘等。在本文中，術語“半導體”是指當電荷載流子受到熱或電磁激發(fā)誘導時能夠導電的材料。術語“光導”一般是指電磁輻射能量被吸收從而轉變成電荷載流子的激發(fā)能，以便載流子能夠傳導、即運輸材料中的電荷的過程。術語“光導電池”和“光導材料”在本文中用于指稱由于其吸收電磁輻射以產(chǎn)生電荷載流子的性質而被選擇的半導體材料。PV器件的性質可以由它們能夠將入射日光能轉變成有用電能的效率來表征。利用晶體或無定形硅的器件在商業(yè)應用中占主導地位，并且其中某些已經(jīng)達到23%或更高的效率。但是，有效的基于晶體的器件、 特別是大表面積器件，由于在生產(chǎn)沒有明顯的降低效率的缺陷的大晶體中固有的問題，生產(chǎn)起來困難且昂貴。另一方面，高效無定形硅器件仍然受到穩(wěn)定性問題的困擾。目前可商購的無定形硅電池的穩(wěn)定轉換效率在4到8%之間?？梢詫V器件進行優(yōu)化，以在標準照射條件(即標準測試條件，其為1000W/m2、AM1. 5光譜照射)下最大化電力產(chǎn)生,用于最大化光電流乘以光電壓的乘積。這種電池在標準照射條件下的電能轉換效率取決于下列三個參數(shù)(I)零偏壓下的電流，即短路電流Is。，單位為安培；(2)開路條件下的光電壓，即開路電壓Vre，單位為伏特；以及(3)填充因子 。PV器件在跨負載相連并用光照射時產(chǎn)生光生電流。當在無限負載下照射時，PV器件產(chǎn)生其最大可能電壓，即V·或Vrc。當在其電觸點短路的情況下照射時，PV器件產(chǎn)生其最大可能電流，即Ises或Isc。當實際用于產(chǎn)生電力時，PV器件與有限電阻性負載相連，電力輸出由電流和電壓的乘積IXV給出。由PV器件產(chǎn)生的最大總功率必然不能超過乘積IseXV。。。當對負載值進行優(yōu)化以獲得最大功率提取時，電流和電壓分別具有值Imax和Vmax。PV器件的性能指數(shù)是填充因子 ，其定義為ff= (Ifflax VmaJ/{Isc V0J (I)其中ff總是小于I，因為在實際使用中永遠不能同時獲得Is。和V。。。但是，當 接近I時，器件具有較低的串聯(lián)或內(nèi)部電阻，因此在最適條件下，向負載提供較高百分率的1%與1的乘積。當Pin。是器件上的入射功率時，器件的功率效率ηρ可以由下式計算nP=ff* (Isc*v0c)/Pinc為了產(chǎn)生占據(jù)半導體的顯著體積的內(nèi)生電場，常用的方法是將兩層特別是在其分子的量子能態(tài)分布方面具有適當選擇的導電性質的材料并置。這兩種材料的界面被稱為光伏結。在傳統(tǒng)半導體理論中，用于形成PV結的材料一般被稱為η或P型。這里η型是指大部分載流子類型是電子。這可以被視為具有許多處于相對自由能態(tài)中的電子的材料。P型是指大部分載流子類型是空穴。這樣的材料具有許多處于相對自由能態(tài)中的空穴。背景的類型、即非光生的大部分載流子濃度，主要取決于由缺陷或雜質引起的無意摻雜。雜質的類型和濃度決定了導帶最低能量與價帶最高能量之間的能隙內(nèi)的費米能(Fermi energy)或能級的值。費米能描述了分子的量子能態(tài)的統(tǒng)計學占據(jù)情況，其用占據(jù)概率等于1/2時的能量值表示。費米能接近導帶最低能量表明電子是優(yōu)勢載流子。費米能接近價帶最高能量表明空穴是優(yōu)勢載流子。因此，費米能是傳統(tǒng)半導體的重要定性性質，并且原型PV結傳統(tǒng)上是P_n界面。術語“整流”尤其是指具有不對稱導電特性的界面，即界面支持優(yōu)選一個方向上的電荷運輸。整流一般伴有在適當選擇的材料之間的結處產(chǎn)生的內(nèi)建電場。有機異質結的電流-電壓特征通常使用為無機二極管推導出的廣義Shockley方程來建模。然而，由于Shockley方程不嚴格適用于有機半導體供體-受體(D-A)異質結(HJ),因此提取出的參數(shù)缺少明確的物理意義。不希望受到理論的限制，提供了與D-A HJ太陽能電池相關的電流密度-電壓(J-V)特征的數(shù)學推導。該推導預測了暗電流、開路電壓(V。。)和短路電流(Js。)對溫度和光強度的總體依賴性，以及給定D-A材料對的最大V。。。本文中還提供了在包含例如銅酞菁和氯化硼亞酞菁供體-受體對的原型平面有機太陽能電池中，對PP動力學中CUPc/C6Q和SubPc/C60HJ 處的 kPP,的調(diào)查。由于D-A界面處的無序性，陷阱限制的復合導致引入了兩個溫度依賴性的理想化因子。這些因子描述了銅酞菁/C6tl和硼亞酞菁/C6tl電池在低溫下的暗電流，并適于廣義Shockley方程分解。正如在下面詳細描述的，本公開的一個實施方案鑒定到極化子對復合率是決定在暗處和照射下的J-V特征的關鍵因子，并提供了該過程的直接測量值。這些結果為解釋J-V特征和理解小分子和聚合物有機平面和本體HJ太陽能電池兩者的效率，提供了通用物理構架。發(fā)明概述 公開了一種有機光敏光電子器件，其包含以重疊關系包含的兩個電極；至少一種供體材料,和至少一種受體材料，所述至少一種供體材料和至少一種受體材料在所述兩個電極之間形成至少一個光活性區(qū)，其中所述至少一種供體材料和至少一種受體材料在其本體中是有序的，并在其界面處包含無序區(qū)。還公開了一種制造有機光敏光電子器件的方法，所述方法包括在基材上沉積至少一種供體材料，至少一種受體材料,和至少一個電極，其中將所述至少一種供體材料和至少一種受體材料沉積以在兩個電極之間形成至少一個光活性區(qū)，其中所述至少一種供體材料和至少一種受體材料在其本體中是有序的，并在其界面處包含無序區(qū)。從下面示例性實施方案的詳細描述，并結合附圖，本公開的上述和其他特點將變得更加明顯。應該指出，為方便起見，器件的所有圖示顯示的高度尺寸相對于寬度被夸大了。附圖簡述

圖1. (a)表示能級圖，其顯示了陽極和陰極功函數(shù)WFJPWF。，以及它們分別伴隨的注入勢壘(^和Φ。。界面間隙AEm是供體的最高占據(jù)分子軌道能與受體的最低未占分子軌道能之間的能差。在供體(Jp)和受體(Jn)層中電流是單級的，并根據(jù)異質結(HJ)區(qū)中的產(chǎn)生/復合來決定，由界面處極化子對分布的空間幅度粗略地定義。(b)表示在HJ區(qū)內(nèi)部發(fā)生的過程。激子以電流密度Jx向耵擴散，并經(jīng)歷電荷轉移以形成極化子對。它們可能以速率kPPr復合或以速率kPPd解離，正如由Onsager-Braun模型所確定的(C. L. Braun, J.Chem. Phys. 80, 4157 (1984))。電流密度J促進界面的自由電子U1)和空穴(P1)密度，它們雙分子復合，以速率形成極化子對。圖2. (a)顯示了使用Eq. (13)和表2中的參數(shù)計算的，在120K至300K、增量為20K的溫度范圍內(nèi)的暗電流密度(J)-電壓特征曲線。反偏壓的斜率由熱生極化子對的場依賴性解離造成。在正偏壓中，明顯存在三個區(qū)域。當Va < O. 3V時，包含自由的受體電子與捕獲的供體空穴的陷阱限制的復合占優(yōu)勢，并且斜率與供體理想化因子nD成正比。在更高偏壓下，相反的過程占優(yōu)勢(即自由供體空穴與捕獲的受體電子復合)，并且斜率與受體理想化因子％成正比。當Va > O. 8V時，串聯(lián)電阻(Rs)限制了電流。(b)顯示了對應于(a)中的暗電流的二極管參數(shù)η和nln(Js)。兩種理想化因子都隨著溫度降低而增加。圖3. (a)顯示了從與圖2中相同的模型和參數(shù)推導出的開路電壓(V。。)、短路電流(Jsc)和填充因子(FF)的強度依賴性。(b) V。。、FF和短路時的極化子對解離效率Ilppd(Jsc)的溫度依賴性。圖4.顯示了在 T=296、275、247、218、193、171、155、145、128 和 114Κ 下記錄到的(a ) CuPc/C60和(b ) SubPc/C60器件的暗電流密度與正電壓的關系曲線。粗線(紅色)指示了與說明書中的Eq. (18)的擬 合。細線(黑色)連接數(shù)據(jù)點并用于引導觀察。在(C)和(d)中，使用廣義Shockley方程將兩個數(shù)據(jù)集重新擬合，其中在低電壓和溫度下數(shù)據(jù)與理論之間的差異最顯著。在(C)和(d)中，為清楚起見，省略了幾個中間溫度。圖5. (a)顯示了從圖4的J-V數(shù)據(jù)推導出的理想化因子的溫度依賴性。在所有情況下，理想化因子隨著溫度的降低而增加。當T > 220K時，對CuPc/C6(l來說不能求出nD和Jsd的值，因為Eq. (18)中的第二個指數(shù)項無意義。(b)顯示了 CuPc/C6Q和SubPc/C6(l器件的nln(Js)對l/kbT的圖，其中kbT是熱能。注意具有共同的C6tl受體的兩種電池之間nA和nA In(Jsa)的相似性,然而由于供體不同，nD和nD In(JsD)明顯不同。圖6. Ca)顯示了在室溫下開路電壓V。。對模擬的AM1. 5G日光照射的強度的依賴性。實線使用了來自于圖5的11和Js值以及在每種強度下測量的短路電流密度，從Eq. (18)計算。(b)顯示了在λ=496ηπκ強度為30mW/cm2的激光照射下，V。。的溫度依賴性。實線使用圖5的溫度依賴性η和Js以及在室溫下測量的短路電流密度來計算。在低溫下計算值與數(shù)據(jù)之間的偏差表明極化子對解離效率nPPd (T)降低，該解離效率顯示在右手側的軸上，并針對其在室溫下的值進行歸一化。連接數(shù)據(jù)點的虛線用于引導觀察。圖7. Ca)顯示了開路電壓、填充因子和短路電流(分別為Vt^FFJse)和歸一化的電能轉換效率Hp對極化子對復合速率kPft的依賴性。假設激子電流為qJx=10mA/cm2。(b)顯示了引起(a)中所示趨勢的幾個kPft值處的第四象限J-V特征曲線。
圖8. (a)顯示了使用與圖7b中相同的模型，在kPPr= GOnsK1時，對于從O.1至O. 7V范圍內(nèi)、增量為O. 2V的Vbi所計算的電流-電壓特征曲線。(b)是示意圖，說明了在Ca)中觀察到的“S-扭折”的物理基礎。頂部圖片顯示了內(nèi)建電場F1和極化子對解離效率η PPd對施加的偏壓Va的依賴性。&<0促進解離。下部圖片顯示了相應的光電流，其與暗電流的加和給出總電流(虛線)。當Vbi低時，內(nèi)建電場在低Va下達到零，在暗電流變得明顯之前引起光電流的快速變化，產(chǎn)生所示的“S-扭折”。圖9. (a)顯示了作為本公開實施方案的兩種太陽能電池的發(fā)射光譜。紅色實線顯示在450mA/cm2的恒定驅動電流下獲得的SubPc/C6(l電致發(fā)光。黑色實心和藍色空心圓圈分別表示SubPc/C6(l和CuPc/C6(l在λ ex=442nm下使用2mW/cm2rms的調(diào)制強度激發(fā)的光致發(fā)光。(b)顯示了對下列結構測量的絕對SubPc/C6(l光致發(fā)光強度沉積在石英上的BCP(IOnm)/C60 (X nm)/SubPc (llnm)，其中 X=10、20、30 和 40nm。插圖空心圓圈和正方形分別顯示了在λ em={575, 670} nm和λ em={730, 800} nm波長范圍內(nèi)積分的SubPc熒光和激態(tài)復合物/富勒烯發(fā)射的強度。線表示光干涉和擴散組合模型的預測，其中激態(tài)復合物發(fā)射被取為與到達SubPc/C6(l界面的激子擴散通量成正比。盡管SubPc的厚度恒定，但其熒光強度隨著C6tl厚度的增加而降低，這是由在其位置處發(fā)生的干涉最小值造成的。圖10. (a)顯示了在10mW/cm2的穩(wěn)態(tài)光偏壓強度下獲得的CuPc/C6(l和SubPc/C6(lHJ器件的光致發(fā)光強度隨電偏壓的變化曲線。λ M=730nm趨勢線跟隨來自于每個電池的異質結的激態(tài)復合物發(fā)射強度，而Xem=615nm趨勢線跟隨SubPc熒光強度。實線用于引導觀察。(b)顯示了 O. 8和30mW/cm2光偏壓下的SubPc/C6(l激態(tài)復合物發(fā)射，其中來自于O. 8ff/cm2偏壓的發(fā)射具有較低強度，這是因為將調(diào)制的信號激發(fā)光束從2降低至O. 2mff/cm2,以防止它超過光偏壓。使用照射數(shù)據(jù)同時獲得的每個器件的電流-電壓特征曲線用實線顯示，其標度在右側縱坐標上。通過強度數(shù)據(jù)的紅色線表示用于估計發(fā)射峰位置的線性擬合，所述峰位置用開路電壓標度。圖11. ( a)是SubPc/C6Q電池的強度調(diào)制的光電流譜(MPS)的Cole-Cole圖。接近短路時，隨著調(diào)制頻率的增加，復合量子效率Φ積累了小的相位滯后，這是由電荷載流子從界面向觸點的飛越時間造成的。在開路時，Φ表現(xiàn)出相位超前，這是由異質結處相反方向的雙分子復合電流的疊加造成的。(b)對CuPc/C6(l獲得的類似的IMPS譜。開路時p1-^0
的壓縮和相位超前的缺失表明，由于成對復合，自由載流子的產(chǎn)生受到抑制。圖12. (a)顯示了使用文本中的Eq. (23)，假定恒定的kPPr= (100ns) (黑色實線)和Ins—1 (藍色虛線)而獲得的模擬IMPS譜。(b)顯示了假定kPPr具有場依賴性形式而獲得的模擬頂PS譜，正如由文本中的Eq. (24)給出的。在這種情況下，零場速率為kPPrt=(IOOns)-1 (黑色實線)和Ins—1 (藍色虛線)。插圖顯示了在每種情況下預測的極化子對密度(實線)，其在到達開路電壓之前與圖1Oa的SubPc/C6(l (黑色圓圈)和CuPc/C6(l (藍色正方形)激態(tài)復合物數(shù)據(jù)一致。圖13.顯示了所提出的復合速率kPPr的場依賴性模型。界面電場改變極化子對電勢，因此改變極化子對復合所需的激活能。在反偏壓中，F(xiàn)1 < O,降低了 PP電勢，有利于解離并增加了復合的勢壘。隨著F1增加，解離速率降低，復合速率增加。由于供體與受體的最低未占分子軌道之間的偏移，極化子對庫侖電勢不對稱，其能量圖顯示在圖的頂部。
具體實施例方式有機半導體異質結的電流密度相對于電壓(J-V)的特征曲線通常與無機p-n節(jié)的所述特征曲線相似。因此，基于最初被推導用于無機器件的廣義Shockley方程的理論處理，已被擴展到為有機太陽能電池的運行建模。參見例如W. Shockley, Bell Syst.Tech. J. 28, 435 (1949) ;W. Shockley,《半導體中的電子和空穴》(Electrons and HolesinSemiconductors) (D.Van Nostrand, Inc. , New York, 1950) ；V.Dyakonov, Appl. Phys.A 79, 21 (2004) ；ff. J. Potscavage, S. Yoo 和 B. Kippelen, Appl. Phys. Lett. 93, 193308(2008)；B. P. Rand, D. P. Burk 和 S. R. Forrest, Phys. Rev. B 75，115327 (2007);以及 N. Li, B.E. Lassiter, R. R. Lunt, G. Wei 和 S. R. Forrest, Appl. Phys. Lett. 94, 023307 (2009)。這種唯象的方法通常產(chǎn)生相當準確的描述，盡管它在某些情況下失敗并模糊了有機半導體固有的不同物理學，對所述物理學的了解將產(chǎn)生這些結構的更豐富、更嚴格的圖片。Shockley方程被推衍用于無機p_n結,其具有發(fā)展很好的能帶,其中熱和光激發(fā)產(chǎn)生不定域的自由電荷載流子。相反，有機半導體一般以跳躍運輸和需要顯著能量才能解離成自由電荷載流子的緊密束縛的定域激子態(tài)為特征。因此，一方面，對于開發(fā)專門用于有機異質結(HJ)情形的理想二極管方程，存在著需求。通過對HJ處極化子對的產(chǎn)生、復合和解離進行明確處理，在本文中提供了在形式上與 S. M. Sze,《半導體器件的物理學》(Physics of Semi conductor Devices)( John Wiley &Sons, New York, 2005)中所述的Shockley方程類似,但是在幾個關鍵方面不同的電流_電壓特征曲線。首先，它預測了暗電流的溫度依賴性，開路電壓(V。。)和短路電流(Js。)的強度和溫度依賴性，以及對于給定的小分子或聚合物HJ材料對來說可獲得的最大V。。。此外并且不希望受到理論的限制，通過異質界面處的無序誘導的陷阱，從復合產(chǎn)生了二極管理想化因子，并對這些陷阱具有延伸到最高已占(Η0Μ0)與最低未占分子軌道(LUMO)之間的能隙中的指數(shù)能量分布的情形進行分析處理。該模型適用于例如從由銅酞菁(CuPc)和氯化硼亞酞菁(SubPc)供體 與富勒烯(例如C6tl)受體構成的兩種原型平面HJ有機光伏電池獲得的數(shù)據(jù)。本文中描述的處理假設電流僅由異質結處的產(chǎn)生和復合控制，并且所述兩個過程都通過極化子對(PP)中間態(tài)進行。因此，如圖1a中所示，平均極化子對分離％定義了異質結區(qū)的“體積”。該區(qū)域外部的電流是單級的，其中純的空穴和電子電流分別流入供體和受體本體。圖1a中的示意圖還定義了能量學,其中界面間隙ΔΕηι；是供體Η0Μ0與受體LUMO之間的差異，以及由界面偶極的形成造成的任何遷移。陽極和陰極處的空穴和電子注入勢壘分別為小3和Φ。，同樣包括任何界面偶極，并且器件的內(nèi)建電勢由觸點功函數(shù)的相應差值給出Vbi=WFa _WFC。圖1b顯示了在HJ體積內(nèi)發(fā)生的過程。極化子對的復合通過下述方程描述
權利要求
1.一種有機光敏光電子器件，其包含 以重疊關系包含的兩個電極； 至少一種供體材料，和 至少一種受體材料， 所述至少一種供體材料和至少一種受體材料在所述兩個電極之間形成至少一個光活性區(qū)， 其中所述至少一種供體材料和至少一種受體材料在其本體中是有序的，并在其界面處包含無序區(qū)。
2.權利要求1的器件，其中所述無序區(qū)包含非晶體區(qū)，立體本體區(qū)，或其組合。
3.權利要求1的器件，其中所述無序區(qū)包含供體材料中的無序，受體材料中的無序，或其組合。
4.權利要求3的器件，其中所述無序區(qū)包含少于10個所述供體材料和/或所述受體材料的單層。
5.權利要求1的器件，其中所述光活性區(qū)形成混合異質結、本體異質結、納米晶體-本體異質結和雜合平面-混合異質結中的至少一種。
6.權利要求1的器件，其中所述本體中的有序包含單晶體、納米晶體或多晶材料中的至少一種。
7.權利要求1的器件，其中所述供體材料選自亞酞菁(SubPc)、銅酞菁(CuPc)、氯化鋁酞菁(ClAlPc)、錫酞菁(SnPc)、并五苯、并四苯、二茚并茈(DIP)和方酸菁(SQ)。
8.權利要求1的器件，其中所述受體選自C6(l、C7(1、3，4，9，10-茈四羧基雙-苯并咪唑(PTCBI )、PCBM、PC70BM 和十六氟酞菁(F16CuPc)。
9.權利要求1的器件，其中至少一個電極包含透明導電氧化物或透明導電聚合物。
10.權利要求9的器件，其中導電氧化物選自銦錫氧化物(ITO)、錫氧化物(TO)、鎵銦錫氧化物(GIT0)、鋅氧化物(ZO)和鋅銦錫氧化物(ZIT0)，并且導電聚合物包含聚苯胺(PANI)。
11.權利要求1的器件，其中至少一個電極包含金屬替代物，非金屬材料，或選自Ag、Au、T1、Sn和Al的金屬材料。
12.權利要求1的器件，其還包含至少一個激子阻擋層。
13.權利要求12的器件，其中所述激子阻擋層選自浴銅靈(BCP)、紅菲咯啉(BPhen)、3,4,9, 10-茈四羧基雙-苯并咪唑(PTCBI)、1，3，5-三(N-苯基苯并咪唑-2-基)苯(TPBi)、三(乙酰丙酮酸)釕(III) (Ru(acaca)3)和苯酚鋁(III) (Alq2OPH)0
14.權利要求1的器件，其中所述器件是有機光電探測器。
15.權利要求1的器件，其中所述器件是有機太陽能電池。
16.—種制造有機光敏光電子器件的方法,所述方法包括在基材上沉積 至少一種供體材料， 至少一種受體材料，和 至少一個電極， 其中將所述至少一種供體材料和至少一種受體材料沉積以在兩個電極之間形成至少一個光活性區(qū)，其中所述至少一種供體材料和至少一種受體材料在其本體中是有序的，并在其界面處包含無序區(qū)。
17.權利要求16的方法，其中所述無序區(qū)通過形成非晶體區(qū)，立體本體區(qū)，或其組合來形成。
18.權利要求16的方法，其中所述無序區(qū)通過使所述供體材料無序，在所述受體材料中造成無序，或使所述供體和受體材料兩者無序來形成。
19.權利要求16的方法，其中所述無序的非晶體區(qū)包含各少于10個所述供體材料和所述受體材料的單層。
20.權利要求16的方法，其中所述無序的非晶體區(qū)通過改變用于沉積所述供體和受體材料的沉積條件來形成。
21.權利要求16的方法，其中所述無序的非晶體區(qū)通過修飾用作供體和受體材料的分子來形成。
22.權利要求16的方法，其中所述沉積在真空中發(fā)生。
23.權利要求16的方法，其中所述光活性區(qū)形成混合異質結、本體異質結、納米晶體-本體異質結和雜合平面-混合異質結中的至少一種。
24.權利要求16的方法，其中所述供體層選自亞酞菁(SubPc)、銅酞菁(CuPc)、氯化鋁酞菁(ClAlPc)、錫酞菁(SnPc)、并五苯、并四苯、二茚并茈(DIP)和方酸菁(SQ)。
25.權利要求16的方法，其中所述受體選自C6(1、C7(1、3，4，9，10-茈四羧基雙-苯并咪唑(PTCBI )、PCBM、PC70BM 和十六氟酞菁(F16CuPc)。
26.權利要求16的方法,其中所述至少一個電極包含金屬替代物,非金屬材料,或選自Ag、Au和Al的金屬材料。
27.權利要求16的方法，其中基材包含選自銦錫氧化物(ITO)、錫氧化物(TO)、鎵銦錫氧化物(GITO)、鋅氧化物(ZO)和鋅銦錫氧化物(ZITO)的導電氧化物，并且所述透明導電聚合物包含聚苯胺(PANI)。
28.權利要求16的方法，其還包含在基材與電極之間沉積至少一個激子阻擋層，其中所述激子阻擋層選自浴銅靈(BCP)、紅菲咯啉(BPhen)、3，4，9，10-茈四羧基雙-苯并咪唑(PTCBI)、1，3，5-三(N-苯基苯并咪唑-2-基)苯(TPBi)、三(乙酰丙酮酸)釕(III)(Ru(acaca)3)和苯酚鋁(III) (Alq2OPH)0
全文摘要
總的來說，本公開涉及有機光敏光電子器件和影響有機太陽能電池的效率和開路電壓的極化子對復合動力學。本公開還部分涉及包含它的有機光敏光電子器件的制造方法。
文檔編號H01L51/42GK103038906SQ201180031437
公開日2013年4月10日 申請日期2011年5月3日 優(yōu)先權日2010年5月5日
發(fā)明者斯蒂芬·R·弗里斯特, 諾爾·C·吉賓克 申請人:密歇根大學董事會